Сетевой блок питания для шуруповерта

Большой популярностью у любителей и профессионалов пользуются аккумуляторные шуруповерты — надежные, легкие и мощные. Но у них есть существенный недостаток — небольшая емкость аккумуляторной батареи, энергии которой хватает лишь на полчаса интенсивной работы. Далее следует вынужденный перерыв на 3...4 часа для зарядки батареи. Решение этой проблемы — использование сетевого блока питания, ведь большинство работ выполняют в шаговой доступности от электросети.

Сетевой блок питания шуруповерта должен быть надежным, малогабаритным, легким и удобным для применения, хранения и транспортировки. Дополнительное требование к блоку питания, обусловленное спецификой его применения, — падающая нагрузочная характеристика, предотвращающая повреждение электродвигателя шуруповерта во время перегрузки.
 

Рис. 1. Схема блока питания шуруповерта
 
Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемое устройство, схема которого показана на рис. 1. Основа блока питания — "электронный трансформатор" U1 с номинальной выходной мощностью 60 Вт, предназначенный для питания осветительных ламп напряжением 12 В. Частота его выходного напряжения — несколько десятков килогерц. Такой трансформатор можно приобрести в магазинах электротоваров.

Трансформатор Т1 обеспечивает дополнительную гальваническую развязку от сети и тем самым повышает электробезопасность устройства. Изменением числа витков его первичной обмотки (I) можно подбирать выходное напряжение блока. Повышенная индуктивность рассеяния способствует формированию падающей нагрузочной характеристики. Вторичная обмотка (II) с отводом от середины обеспечивает работу двухполупериодного выпрямителя на сборке из двух диодов Шотки VD1. Потери энергии на диодах в таком выпрямителе вдвое меньше, чем в мостовом. Оксидный конденсатор С1 сглаживает низкочастотные пульсации выпрямленного напряжения, а керамический конденсатор С2 с малой собственной индуктивностью — высокочастотные, чем облегчает работу конденсатора С1, учитывая, что двухполупериодный выпрямитель удваивает частоту импульсов, поступающих с "электронного трансформатора" U1. Резистор R1 задает ток через светодиод HL1,  который сигнализирует о подаче напряжения на шуруповерт. Резисторы R2—R7 — минимальная нагрузка "электронного трансформатора" U1, существенно повышающая надежность его работы, так как режим холостого хода для него опасен.
 

 
Сетевой блок питания размещен в корпусе резервного аккумуляторного блока питания, как показано на фото (рис. 2).   В середине  корпуса вертикально установлена алюминиевая пластина толщиной 3 мм. Это шасси всего устройства, используемое как общий провод и теплоотвод диодной сборки VD1. Перед установкой теплоотводящую поверхность сборки VD1 смазывают пастой КПТ-8. Сборку закрепляют на пластине без изолирующей прокладки. С одной стороны пластины установлены трансформаторы и выключатель питания SB1, с другой — остальные детали.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К28х16х9 из феррита М2000НМА. Для исключения замыкания витков скругляют острые грани магнитопровода мелкой наждачной бумагой. Затем его изолируют, для чего идеально подходит фторопластовая лента ФУМ. Для увеличения индуктивности рассеяния одна обмотка размещена напротив другой. Первичная обмотка состоит из 16 витков, намотанных в два провода ПЭЛ или ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм. Вторичная обмотка намотана жгутом из четырех таких же проводов и содержит 12 витков. После намотки определяют начало и конец каждого провода жгута, затем провода объединяют в пары, каждую пару соединяют синфазно параллельно, в результате чего образуются половины вторичной обмотки. Начало одной половины соединяют с концом другой, получая отвод вторичной обмотки.

Диодная сборка Шотки VD1 — любая с максимальным прямым током не менее 5 А и обратным напряжением не ниже 40 В, например, КД636 с любым буквенным индексом. В крайнем случае можно установить два обычных кремниевых диода КД213А или КД213Б. Конденсатор С1 — оксидный импортный, С2 — КМ-5а, КМ-56 или другой керамический.

Кнопка SB1 — микропереключатель МПЗ-1. Нежелательно использовать вместо него штатный выключатель шуруповерта как из соображений электробезопасности, так и в связи с тем, что у многих шуруповертов выключатель совмещен с регулятором оборотов электродвигателя. Контакты кнопки SB1 — нормально замкнутые. Толкатель кнопки SB1 выполнен из сгоревшего светодиода. В днище корпуса предлагаемого устройства часть толкателя выступает наружу. Между толкателем и кнопкой SB1 установлена пружина.
 
С устройством работают так. Его размещают и фиксируют в корпусе шуруповерта вместо аккумуляторного блока питания.
 
Когда шуруповерт с прикрепленным сетевым блоком питания стоит на подставке или иной ровной поверхности, толкатель вдавлен внутрь. Усилие его нажатия через пружину передается на кнопку SB1, в результате чего она оказывается в нажатом состоянии, ее контакты разомкнуты, блок питания отключен от сети.
Когда шуруповерт берут для выполнения работы, пружина отжимает толкатель кнопки SB1, его выпуклая часть выступает из днища корпуса. Кнопка переходит в ненажатое состояние, ее контакты замыкаются и подключают блок питания к сети. Шуруповерт готов к работе.
 
Налаживание устройства заключается в отматывании витков первичной обмотки трансформатора Т1 до получения требуемого выходного напряжения: 11, 14 или 20 В соответственно для шуруповерта с номинальным напряжением 9,6, 12 или 18 В.
 
Учитывая огромное число находящихся в эксплуатации шуруповертов, автор надеется, что предлагаемый блок питания будет весьма востребован, к тому же он дешев и собран из доступных деталей. Его может повторить даже начинающий радиолюбитель.